蒸汽疏水阀分类介绍

蒸汽疏水阀的种类很多，但通常按以下方法进行分类。

（１）按启闭件的驱动方式分类 蒸汽疏水阀可分为三类，即由凝结水液位变化驱动的机械型蒸汽疏水阀；由凝结水温度变化驱动的热静力型蒸汽疏水阀；由凝结水动态特性驱动的热动力型蒸汽疏水阀。

１）机械型蒸汽疏水阀。

①密闭浮子式蒸汽疏水阀，如图４-３７所示。为由壳体内凝结水的液位变化导致启闭件的开关动作的蒸汽疏水阀。

②开口向上浮子式蒸汽疏水阀，如图４-３８所示。为由浮子内凝结水的液位变化导致启闭件的开关动作的蒸汽疏水阀。

③开口向下浮子式蒸汽疏水阀，如图４-３９所示。为由浮子内凝结水的液位变化导致启闭件的开关动作的蒸汽疏水阀。

２）热静力型蒸汽疏水阀。

图４-３７ 密闭浮子式蒸汽疏水阀

１—密闭浮子 ２—杠杆 ３—阀座 ４—启闭件

图４-３８ 开口向上浮子式蒸汽疏水阀

１—浮子（桶形） ２—虹吸管 ３—顶杆 ４—启闭件 ５—阀座

图４-３９ 开口向下浮子式蒸汽疏水阀

１—浮子 ２—放气孔 ３—阀座 ４—启闭件 ５—杠杆

①蒸汽压力式蒸汽疏水阀，如图４-４０所示。为由凝结水的压力与可变形元件内挥发性液体的蒸汽压力之间的不平衡驱动启闭件的开关动作的蒸汽疏水阀。

②双金属片式或热弹性元件式蒸汽疏水阀，如图４-４１所示。为由凝结水的温度变化引起双金属片或热弹性元件变形驱动启闭件的开关动作的蒸汽疏水阀。

图４-４０ 蒸汽压力式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—启阀件 ３—可变形元件

图４-４１ 双金属片式或热弹性元件式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—启闭件 ３—双金属片

③液体或固体膨胀式蒸汽疏水阀，如图４-４２所示。为由凝结水的温度变化而作用于热膨胀系数较大的元件上，以驱动启闭件的开关动作的蒸汽疏水阀。

３）热动力型蒸汽疏水阀。

①圆盘式蒸汽疏水阀，如图４-４３所示。它是利用热动力学特性，即当凝结水排放到较低的压力区时会发生二次蒸发，并在黏度、密度等方面存在差异。由进口和压力室之间的压差变化而导致启闭件的开关动作的蒸汽疏水阀。

图４-４２ 液体或固体膨胀式蒸汽疏水阀

１—可膨胀元件 ２—阀座 ３—启闭件

图４-４３ 圆盘式蒸汽疏水阀

１—启闭件 ２—压力室 ３—阀座

②脉冲式蒸汽疏水阀，如图４-４４所示。是利用热动力学特性，当凝结水排放到较低的压力区时会发生二次蒸发，并在黏度、密度等方面存在差异，由进口和压力室之间的压差变化而导致启闭件的开关动作的蒸汽疏水阀。

③迷宫或孔板式蒸汽疏水阀，如图４-４５所示。是由节流孔控制凝结水的排放量，并使热凝结水汽化而减少蒸汽的流出。

（２）按结构型式分

１）机械型蒸汽疏水阀。

①浮桶式蒸汽疏水阀，如图４-４６所示。桶状浮子的开口朝上配置。开始通汽时，产生的凝结水被蒸汽压力推动，流入疏水阀内部吊桶的四周，随着凝结水量的增加又逐渐流入桶内。当浮桶内贮存的水达到所规定的数量时，浮桶失去了浮力，便下沉，从而打开了连接在浮桶上的阀瓣，浮桶内的水通过集水管，由疏水阀的出口排除。当浮桶内的凝结水大部分被排除之后，浮桶又恢复了浮力，向上浮起，关闭蒸汽疏水阀。

图４-４４ 脉冲式蒸汽疏水阀

１—启闭件 ２—压力室 ３—泄压孔 ４—阀座

图４-４５ 迷宫或孔板式蒸汽疏水阀

１—节流孔（一个或一个以上） ２—可（任意）调节的启闭件

这样，根据凝结水的流入量，及时地使浮桶下沉（开阀排放凝结水）或上浮（关阀停止排放凝结水），实现离合动作，间断地排除凝结水。

②差压式双阀瓣浮桶式蒸汽疏水阀，如图４-４７ａ所示。变压室是由活塞和圆筒围成的空间所构成。活塞上面是主阀瓣。主阀瓣空心口的下端成为与浮桶直接相连并同时动作的先导阀的导向座。当浮桶上浮时，先导阀瓣与导向座密合，并把活塞往上推，同时使主阀瓣与主阀座密合，先导阀和主阀都关闭。此时，疏水阀内压力ｐ_１和变压室内的压力ｐ_２相等。另外，在浮桶下沉时，先导阀瓣离开导向座，止回阀瓣落在止回阀座上。这时，变压室内的压力ｐ_２与疏水阀的出口压力ｐ_３相等，与活塞上部的压力ｐ_１产生压差，所以活塞被推下，从而打开主阀瓣。因此，差压式双阀瓣疏水阀依靠先导阀的作用就能打开较大的主阀。与直动式相比，使用同一尺寸、同一重量的浮桶，便可产生非常大的排水能力（图４-４７ｂ、ｃ）。

图４-４６ 浮桶式蒸汽疏水阀

１—浮桶 ２—阀瓣 ３—阀座 ４—止回阀 ５—集水管

图４-４７ 差压双阀瓣蒸汽疏水阀（活塞）的动作原理

ａ）差压双阀瓣蒸汽疏水阀的结构简图 ｂ）关闭时的状态 ｃ）开启排水时的状态

③倒吊桶式蒸汽疏水阀，如图４-４８～图４-５０所示。这种结构的浮桶，开口朝下设置，所以称为倒吊桶式或反浮桶式。倒吊桶的形状正好呈吊钟形，所以也称为钟形浮子式。

图４-４８ 杠杆倒吊桶式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—阀瓣 ３—倒吊桶 ４—排气孔

图４-４９ 杠杆倒吊桶式蒸汽疏水阀

１—倒吊桶 ２—阀瓣 ３—阀座 ４—排气孔

倒吊桶有单阀瓣（单阀直动式及单阀瓣杠杆增幅式）和压差双阀瓣结构，如图４-５０所示。单纯说倒吊桶式是指单阀瓣杠杆增幅式，如图４-４８、图４-４９所示。

图４-５０ 活塞杠杆倒吊桶式蒸汽疏水阀

１—主阀座 ２—主阀瓣 ３—导阀瓣 ４—杠杆 ５—倒吊桶 ６—过滤网 ７—排气孔

以下用单阀瓣杠杆增幅式来说明倒吊桶式蒸汽疏水阀的结构原理。

如图４-４８所示，在倒吊桶上设有通气口。开始通蒸汽时，吊桶下沉，打开与吊桶、杠杆连接在一起的阀瓣密封处，使之全开；通入蒸汽后，蒸汽使用设备内的空气进入疏水阀，经排气孔由排水阀排出；接着就有凝结水流入，先在吊桶内蓄满，然后通过吊桶下缘流到外部，由排水阀排出。这样，当空气排出之后其空间由凝结水所代替，使疏水阀内部充满了凝结水。凝结水排除后，蒸汽进入；蒸汽充满吊桶后，使吊桶恢复了浮力，开始上浮，于是关闭疏水阀。另外，在吊桶上浮时，其吊桶内的下部还残留有凝结水，在设计上保留有水封，所以蒸汽不会泄漏。此后，吊桶内的蒸汽从吊桶上部的排气口徐徐外溢，成为凝结水，所以进入吊桶内的蒸汽并不妨碍凝结水的流入，即使有空气进入，这些空气也要通过排气口汇集到疏水阀的顶部，待再次动作时和凝结水一起由排水阀排出。

④自由半浮球式蒸汽疏水阀。这种蒸汽疏水阀兼有倒吊桶式蒸汽疏水阀和自由浮球式疏水阀的优点。倒吊桶是一个切去下部的真球状密闭浮球，成为开口形浮桶式的半浮球，再在其最顶部开一个圆孔。图４-５１所示为自由半浮球式蒸汽疏水阀的结构。

半浮球式蒸汽疏水阀的动作原理几乎和一般的倒吊桶式的原理相同，在流入凝结水量很少的时候，就零星地排放；当流入的凝结水量中等时，就间歇排放；当流入大量凝结水时，就进行最大限度的连续排放。

半浮球式蒸汽疏水阀半浮球的真球状部分能完全起到阀瓣的作用，其动作部分只是半浮球，而发射管和发射台只是支持半浮球的必要部件，因此有结构简单、便于维修的优点。

⑤自由浮球式蒸汽疏水阀，这类蒸汽疏水阀也称为自由浮子式或无杠杆浮球式。因为是将圆形浮子无约束地放置在疏水阀的阀体内部，所以设计时将浮球本身作为完成开关动作的阀瓣。如图４-５２～图４-５４所示，球形浮子可以自由上升或下降，从而起到阀瓣的作用，实现开、闭阀动作。在阀盖上部还设置了空气排放阀。

图４-５１ 自由半浮球式蒸汽疏水阀的结构

１—半浮球 ２—双金属片 ３—阀座

图４-５２ 手动放气自由浮球式蒸汽疏水阀

１—浮球 ２—手动放气阀

图４-５３ 自动放气自由浮球式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—浮球 ３—自动放气阀 ４—阀盖 ５—过滤网 ６—焊接法兰 ７—阀体 ８—调整螺塞 ９—螺塞堵

最初，空气排放阀的双金属片因温度低而呈凹状，空气排放口是开着的。开始通气时，进入疏水阀的空气由空气排放阀排出，随后流入的低温凝结水使浮球上浮，离开阀座的排水口，随之由此排放凝结水。凝结水的温度逐渐升高，空气排放阀的双金属片反弯，从而关闭空气排放阀，于是浮球就随着凝结水的流入量而上下动作并随着凝结水负荷实现自动调节排放。一旦凝结水停止流入，浮球就下降，并和阀座排水口相接触，从而关闭疏水阀。这时，阀座排水口低于阀体内凝结水的水面，所以蒸汽不会从阀座排水口泄漏。

当再一次有凝结水流入时，疏水阀内部的水位上升，浮球离开阀座而上升，疏水阀打开，排除凝结水。随着凝结水流入量的多少，使浮球上下动作，实现按比例连续排水，并反复循环这一动作。

⑥杠杆浮球式蒸汽疏水阀。这类蒸汽疏水阀有单阀座式和双阀座式两种。在此，用双阀座来说明其动作原理，并附带说明与单阀座式的区别。

图４-５４ 小型自由浮球式蒸汽疏水阀

杠杆浮球式蒸汽疏水阀如图４-５６所示。随着疏水阀内凝结水量的变化，浮球有时上升，有时下降，依靠浮球杠杆的增幅装置，开关排水阀瓣，且能控制其开度。图４-５５所示为双阀座结构，作用在阀瓣上的开阀力Ｆ_１及关阀方向的力Ｆ_２分别为

Ｆ_１=Ａ_１ｐＦ_２=Ａ_２ｐ

设计给定Ａ_１≈Ａ_２

Ｆ_１≈Ｆ_２

因此，Ｆ_１和Ｆ_２互相抵消了，所以稍有一点外力即可开闭阀门，用小型阀门即可得到大容量的连续排水。另外，在阀体上部设置了自动空气排放阀。

图４-５５ 双阀座杠杆浮球式蒸汽疏水阀

１—焊接法兰 ２—阀盖 ３—阀瓣 ４—阀座 ５—阀体 ６—浮球 ７—杠杆 ８—自动空气排放阀

开始通蒸汽时，阀体上部的自动空气排放阀打开，空气迅速排出。低温凝结水流入时，浮球上浮，打开阀门排除凝结水，凝结水的温度逐渐上升，当凝结水的温度接近饱和温度时，自动空气排放阀关闭，凝结水流入疏水阀，使浮球保持上升的位置，并继续保持开阀状态。如果凝结水停止流入，则浮球下降，并关闭蒸汽疏水阀。

单阀座式杠杆浮球疏水阀如图４-５６～图４-５８所示。它与双阀座相比，由于只有一个阀座，为了要加大排放凝结水的能力，必须增大阀座面积，因此开阀所需要的力也要增加，所以必须加大浮球，这就使蒸汽疏水阀的体积增加了。因此，双阀座式是对单阀座式的改进。

图４-５６ 杠杆浮球式蒸汽疏水阀

１—浮球 ２—阀瓣 ３—阀座 ４—手动空气排放阀

图４-５７ 波纹管杠杆浮球式蒸汽疏水阀

１—波纹管 ２—浮球 ３—阀瓣 ４—阀座 ５—阀体 ６—密封垫片 ７—阀盖 ８—杠杆 ９—螺塞

杠杆浮球式蒸汽疏水阀的特点如下：作为一种大排量的疏水阀，其体积比较小；和自由浮球式相比，其浮球是固定在杠杆上的，因此浮球和阀座的耐用性好；内装空气排放阀，不会产生空气气堵；双阀座式的疏水阀，当凝结水量减少至极少时，往往会泄漏蒸汽。

２）热静力型蒸汽疏水阀。

①波纹管式蒸汽疏水阀，如图４-５９所示。其动作元件即感温元件是波纹管。这种波纹管的形状恰似个小灯笼，可自由伸缩的壁厚为０.１～０.２ｍｍ的密封金属容器，其内部封闭着水或比水沸点低的易挥发性液体。这种波纹管随温度变化其形状显著变化（变位），即当温度高时，闭封的液体蒸发成蒸气，靠蒸气的压力使波纹管膨胀；当降为低温时，蒸气又凝结，还原成为液体，于是波纹管又收缩。波纹管固定安装在疏水阀阀盖的上端，其下端与阀瓣连接。

这种疏水阀的动作原理是：开始通蒸汽时为常温状态，波纹管内部封闭的液体没有汽化，波纹管收缩呈开阀状态，因此流入疏水阀的空气和大量的低温凝结水通过阀座孔由出口排出，凝结水的温度很快上升；随着温度的变化，波纹管感温，同时其内部封闭的液体汽化产生蒸气压力，使体积膨胀、波纹管伸长，并使阀瓣接近阀座，于是当疏水阀内流入近似饱和温度的水或高温凝结水后，波纹管进一步膨胀，呈关阀状态。

图４-５８ 双金属杠杆浮球式蒸汽疏水阀

１—阀瓣 ２—阀座 ３—双金属片 ４—浮球 ５—阀体 ６—过滤网 ７—密封垫片 ８—阀盖

疏水阀内的凝结水温度一旦降至设定的开阀温度，按照温度的变化，波纹管则成比例地收缩，打开阀门。这一动作反复进行，就实现了开闭阀动作，从而排除凝结水。

②双金属片式蒸汽疏水阀。其感温元件是双金属片。双金属片是由受热后膨胀程度差异较大的两种金属（特殊合金）薄板粘合在一起制成的，所以温度一旦发生变化，热膨胀系数大的金属比热膨胀系数小的金属伸缩较大，使这种粘合的金属薄板产生较大的弯曲。双金属片能将温度变化转换成弯曲形状的变化，它不是像波纹管那样的密封形容器，而是板状，从而具有足够的机械强度，且耐冲击力较强。所以不仅用于蒸汽疏水阀，在其他领域也得到广泛的应用。

在用于蒸汽疏水阀的场合，有四种不同的双金属片组合在一起。一种是把数枚长方形的双金属片组合在一起，成为悬臂梁式的矩形双金属片式，如图４-６０所示；第二种是以一片Ｃ形的双金属片作为热敏元件的单片双金属片式，如图４-６１所示；第三种是把数个圆形的双金属片组合在一起，形成圆板双金属片式的温调疏水阀，如图４-６２所示；第四种是由一组棱形的双金属片组合在一起的简支梁式的双金属片式疏水阀，该种双金属片的变形曲线和饱和蒸汽曲线相似，是比较理想的，该种形式的疏水阀如图４-６３所示。(www.xing528.com)

图４-５９ 波纹管式蒸汽疏水阀

１—波纹管 ２—阀瓣 ３—阀座 ４—阀盖 ５—过滤网 ６—密封垫片 ７—阀体

③膜盒式蒸汽疏水阀，如图４-６４所示。主要启闭元件是金属膜盒，膜盒内的光感温液体根据工况选用。当膜盒在周围不同温度的蒸汽和凝结水作用下，使感温液发生气液之间的态变，出现压力上升或下降。使膜片带动阀瓣往复位移，启闭疏水阀，达到阻蒸汽排水的目的。

图４-６０ 悬臂梁双金属片式蒸汽疏水阀

１—矩形双金属片 ２—阀座 ３—阀瓣 ４—阀体 ５—螺塞 ６—过滤网 ７—密封垫片 ８—螺栓 ９—阀盖

图４-６１ Ｃ形单片双金属片式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—阀瓣 ３—Ｃ形双金属片 ４—阀盖 ５—过滤网 ６—密封垫片 ７—焊接法兰 ８—阀体

④隔膜式蒸汽疏水阀，如图４-６５所示。该阀的下体和上体之间设有耐高温的膜片，膜片下的碗形体中充满感温液。根据不同的工况选用不同的感温液。当膜片在周围不同温度的蒸汽和凝结水作用下，使感温液发生气液之间的态变，出现压力上升或下降，使膜片带动阀瓣往复位移、启闭阀门，达到阻汽排水的目的。

３）热动力型蒸汽疏水阀。

①圆盘式蒸汽疏水阀。圆盘式蒸汽疏水阀借助于圆盘来开闭阀门，以排除凝结水。其动作原理有以下三要素：凝结水和蒸汽的密度差——形成开阀时向上推圆盘阀片的力量；凝结水和蒸汽的运动黏性系数差——转变闭阀状态时对圆盘阀片正反两面产生动力作用，是闭阀的最主要的因素；温度降低使蒸汽凝结，造成压力下降——使变压室内的压力降低。

如图４-６６所示，它的活动零件只有一个圆盘阀片，所以结构简单。设有圆盘阀片的中间室称为变压室，借助于变压室内的压力降进行开阀。使变压室压力下降有不同的方法，如大气冷却式（自然冷却式）和蒸汽加热凝结水冷却式（蒸汽夹套型）或空气保温式（空气夹套型）（图４-６７），但其动作原理则区别不大，所以按大气冷却式的动作原理加以说明。

图４-６２ 圆板形双金属片式蒸汽疏水阀

１—阀体 ２—弹簧 ３—过滤网 ４—阀座 ５—阀瓣组件（阀瓣、密封钢球） ６—双金属片 ７—阀盖 ８—密封垫片 ９—阀罩 １０—调节螺栓 １１—锁紧螺母 １２—心杆

图４-６３ 棱形双金属片式蒸汽疏水阀

１—阀体组合件 ２—过滤网 ３—阀座 ４—阀瓣 ５—棱形双金属片 ６—阀盖 ７—导向杆 ８—密封垫片

图４-６４ 膜盒式蒸汽疏水阀

１—阀盖 ２—膜片 ３—阀瓣 ４—阀座

ａ.大气冷却圆盘式蒸汽疏水阀。如图４-６８所示，开始通蒸汽时，空气和凝结水流入疏水阀内，通过进口喷嘴将圆盘阀片往上推，从出口喷嘴排除凝结水，然后蒸汽进入疏水阀。由于蒸汽从圆盘阀片下面流过的速度比凝结水流过的速度大得多，根据伯努利定理，圆盘阀片下面的压力降低，在圆盘阀片上的关闭力作用下，使疏水阀关闭。

在闭阀的一瞬间，变压室内的压力几乎与入口压力相等。由于圆盘阀片上方的全面积承受了该压力，而圆盘阀片下方只承受进口压力的面积不会超过入口喷嘴的面积，所以将阀片向下压的力大，因此关闭阀门。

闭阀时，进入变压室的蒸汽向接触阀盖外侧的空气散热，随着阀盖散热，变压室内的蒸汽渐渐凝结成凝结水，因此压力渐渐降低。当变压室内的压力降至某一程度之后，尽管圆盘阀片承受向下压力的受压面积大，也不能阻止推动圆盘阀片向上的力，于是阀片抬起，继而开阀，将关阀后积聚在疏水阀入口处的凝结水从出口排除。当凝结水流动的时候，凝结水的冲击力将阀片冲开。

图４-６５ 隔膜式蒸汽疏水阀

１—隔膜 ２—阀座 ３—阀瓣 ４—感温液 ５—阀盖 ６—密封垫片 ７—阀体 ８—过滤网 ９—螺塞

图４-６６ 圆盘式蒸汽疏水阀结构简图

图４-６７ 圆盘式蒸汽疏水阀的不同冷却保温形式

ａ）大气冷却式 ｂ）蒸汽加热凝结水冷却式 ｃ）空气保温式

当滞留的凝结水全部排除后，流入蒸汽。蒸汽对阀片的冲击力比凝结水小得多，且如前所述，由于蒸汽的流速高，使阀片下方的压力降低，从而闭阀。可是，实际上凝结水在原生蒸汽到来之前已成为接近饱和温度的凝结水，当流经阀片下方时，形成了二次蒸汽，从而关闭阀门，所以蒸汽损失较小。在重复这一过程的同时，仅把产生出来的凝结水排除出去，从而发挥了蒸汽疏水阀的作用。

图４-６８ 大气冷却圆盘式蒸汽疏水阀动作原理

以上所述的圆盘式疏水阀，由于变压室冷却使室内的压力下降，从而开阀。变压室内压力下降，并不是因为气体本身的压力降低，而是由于变压室内的蒸汽凝结使压力下降。一般在疏水阀的压力范围内，蒸汽的蒸发潜热并没有多大差别，所以即使入口压力发生变化，几乎不会引起动作温度的下降，一般温差仅在３～５℃之间，因而可以说这种疏水阀是十分灵敏的。可是，就大气冷却式圆盘式蒸汽疏水阀来说，由于变压室是靠大气（自然）而不是靠凝结水冷却，因此冷却速度太快，动作过于灵敏，这就不是优点反而是缺点了。

这就是说，由于变压室靠外界空气冷却快，所以开阀的频率太高，特别是雨天和寒冷季节，在疏水阀的入口处，凝结水还未产生积蓄或还未完全形成滞留时就会产生开阀动作，使许多蒸汽也被排放掉。这就是所谓的阀片空打现象，造成蒸汽的浪费较大。由于阀片经常做不必要的空打动作，加速了阀片和阀座的磨损，缩短了疏水阀的寿命。反之，夏季高温时，在烈日下，由于散热少，变压室内的压力不下降，即使滞留有凝结水，也不会开阀。上述两种情况都说明外界的自然条件是影响阀片开闭动作的主要因素之一。所以，在开闭动作方面存在着很大程度的不稳定性，这是它的缺点之一。

如前所述，阀片的开启动作力是由于变压室内的蒸汽凝结而压力下降所产生的。若蒸汽中混入空气，空气是不可凝气体，即使变压室靠外界大气冷却下来，其压力也不会下降，为此会导致疏水阀不动作，这就是空气气堵现象，也是这种疏水阀的缺点之一。

然而，圆盘式蒸汽疏水阀的动作原理与重力毫无关系，因此其安装位置不限。也可以说，除圆盘式以外的蒸汽疏水阀，其动作都与重力有关，所以应限定在水平位置上安装。而圆盘式却可以安装成垂直或倾斜的位置，所以它有不限定安装位置这一突出优点。

ｂ.空气保温圆盘式蒸汽疏水阀。这种疏水阀也称为空气夹套型圆盘式蒸汽疏水阀。上述外界冷却式的变压室，其压力降低是依靠外界空气，即依靠自然界，因此会有空打或不动作的缺点。为了克服这些缺点，在变压室内盖的外面再设置一个外盖，成为双盖结构，其间密封了空气，即设置空气夹套，使变压室因有空气夹套而隔热，这样就不会产生寒冷时的空打或夏季高温时动作不良的状况，如图４-６７ｃ所示。

ｃ.蒸汽加热凝结水冷却的圆盘式蒸汽疏水阀。这种疏水阀也称为蒸汽夹套型圆盘式蒸汽疏水阀。如图４-６９、图４-６７ｂ所示，设计为双阀盖结构，两盖之间靠循环孔与疏水阀入口处相通，因此在没有凝结水时，在两盖之间，即套盖里充满了蒸汽，所以变压室可由外面的蒸汽加热，其压力不会下降，也不会开阀。当疏水阀入口滞留了凝结水时，套盖之间也充满了凝结水，变压室由于凝结水的冷却而引起压力下降从而开阀。

图４-６９ 蒸汽加热凝结水冷却圆盘式蒸汽疏水阀

上述凝结水的滞留和变压室压力的下降是完全一致的，排除凝结水后（充满蒸汽时）与变压室压力的上升也保持一致，因此也可以说蒸汽加热凝结水冷却式圆盘式蒸汽疏水阀应用了蒸汽疏水阀的原理。蒸汽加热凝结水冷却式的动作原理如下：

闭阀：ａ）阀片下的蒸汽流速增大→静压降低→闭阀力；

ｂ）变压室的蒸汽加热→变压室压力上升。

开阀：ｃ）变压室的凝结水冷却→变压室的压力降低→开阀力；

ｄ）回水（凝结水）的冲击力。

当然，空气保温式和蒸汽保温凝结水冷却式都与重力毫无关系，可是都有容易产生空气气堵这一不可克服的缺点。这种疏水阀的特征如下：其活动部件仅有一个阀片，因此结构简单、外形小，而且成本低；维修简单；温度及压力的使用范围广，不必按使用要求进行调整；可以适应任意的安装方向，管道安装简便；在垂直配管上若出口向下安装时，一般情况下不必担心发生冻裂；背压限制在５０%以下，动作压差限制在０.０３ＭＰａ以上（关于这点以后将讲述）；常发生空打和不动作的现象（在大气冷却式的场合）；有时产生空气气堵；没有蒸汽泄漏就不会关阀，所以有一定的蒸汽损失；疏水阀阀体内分离为蒸汽层和液体层，由于蒸汽层会放热，所以也会有蒸汽损失；排放凝结水时，噪声大。

ｄ.带排除冷空气装置的蒸汽保温凝结水冷却的圆盘式蒸汽疏水阀。如上所述，在圆盘式蒸汽疏水阀的变压室里，由于蒸汽的凝结引起压力下降，从而产生开阀动作，所以当变压室里混入空气后，由于空气是非凝结性气体，因此即使温度降低了，压力也不会降低，因而就产生了不开阀的空气气堵现象。这种缺点特别是在蒸汽使用设备刚开始起动时最突出，因此为了防止空气气堵这一弊病，经进一步研究，制造出了带防止空气气堵装置的蒸汽加热凝结水冷却式圆盘式蒸汽疏水阀。

这种疏水阀如图４-７０所示，在阀座的周围设置了双金属环。关于双金属，以上已进行了说明。双金属环的圆周方向留有间隙，可随温度变化而胀开和收缩。图４-７２所示就是使用双金属环的实例。双金属环可沿圆锥面上下移动，因此蒸汽使用设备在开始起动时，低温的凝结水和空气的混合流体大量流入疏水阀；起动时双金属环因冷却而收缩，并沿斜面向上推挤，因此阀片被抬起，靠双金属环收缩的力开阀，使大量的低温凝结水和空气被强制性排放（图４-７０ａ）。

图４-７０ 蒸汽加热凝结水冷却式圆盘式蒸汽疏水阀的空气气堵防止装置

ａ）低温时（开始起动时或发生空气气堵时） ｂ）正常运转时

另外，当凝结水完全排除干净后，高温的蒸汽流入，使双金属环加热膨胀而胀开并沿斜面滑下，不再妨碍阀片落在阀座上。此时其动作与普通的圆盘式蒸汽疏水阀一样，阀片落在阀座上而关闭阀门（图４-７０ｂ）。然后，疏水阀内流入了凝结水，使变压室的压力下降，从而打开阀门，排除凝结水。凝结水排除后，流入蒸汽，使变压室的压力上升，再次闭阀，这就是这种疏水阀的动作过程。

若万一发生空气气堵，待温度充分下降后，双金属环因冷却收缩，而沿斜面上推，抬起阀片，强制开阀（图４-７０ａ），迅速将空气排除，疏水阀就可以重新正常工作了。

上述四种圆盘式蒸汽疏水阀中，圆盘式与孔板式相比有结构简单、故障少等优点。所以，在热动力型疏水阀中，圆盘式蒸汽疏水阀使用最广。

图４-７１ 活阀座圆盘式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—阀片

各种圆盘式蒸汽疏水阀的典型结构如图４-７１～图４-７３所示。

②脉冲式蒸汽疏水阀。这种疏水阀是在阀瓣上设置了孔板，接通疏水阀出口，所以称孔板式。如图４-７４所示，带有凸缘且具有通孔的纵向形阀瓣及控制缸为主要零件。阀瓣的通孔被称为第二级孔板，阀瓣凸缘与控制缸间的间隙为第一级孔板。这种疏水阀即使处在关闭状态，也会通过第一和第二级节流孔板与出口相通，即它是不完全闭锁结构。

开始通汽时，空气先通过第一和第二级孔板排放出去。当凝结水通过第一级孔板时，其压力要较之在气体状态下有显著降低，因此阀瓣凸缘上部压力室的压力降低，凸缘下部的压力把阀瓣向上推起，使主阀口打开，排放凝结水。

图４-７２ 固定阀座带双金属环放气装置的圆盘式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—保温罩 ３—阀片 ４—双金属环

图４-７３ 高压圆盘式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—阀片 ３—双金属环 ４—阀盖 ５—过滤网 ６—密封垫片 ７—阀体 ８—阀座拉紧螺栓 ９—螺栓

凝结水排放结束，蒸汽进入。蒸汽通过第一级孔板后，其压力降较小，所以凸缘上部压力室的压力升高，把阀瓣推下，关闭疏水阀。但是，虽然疏水阀处于关闭状态，蒸汽也会不断地通过第一和第二孔板漏出。

若阀内积存有凝结水，在蒸汽通过第一孔板时，其压力下降很大，阀瓣凸缘上方压力室的压力也降低，所以凸缘下方的压力将阀瓣推上去，从而开阀，于是达到反复排除凝结水的目的。

另外，控制缸体的内部加工成锥度很小的倒锥面，靠上部的调整螺杆升降缸体。第一孔板的间隙，可根据使用要求进行调节。因此，也可以说，孔板式蒸汽疏水阀的原理是利用了通过孔板蒸汽的速度和凝结水的再蒸发作用，所以必须随使用条件和凝结水的温度变化，靠调整螺杆进行调节。

脉冲式蒸汽疏水阀的特点如下：

ａ）借助于孔板的作用可以自动排除空气，从而可防止空气气堵。

ｂ）同样，由于孔板的作用，可以防止蒸汽汽锁。

ｃ）体积非常小。

ｄ）负荷小时，会泄漏蒸汽。

ｅ）由于是用小而精密的零件组装而成，有容易产生故障的倾向。

图４-７４ 脉冲式蒸汽疏水阀

１—阀座 ２—阀瓣 ３—控制缸 ４—调整螺纹 ５—第二节流孔 ６—第一节流孔 ７—主阀口

③孔板式蒸汽疏水阀，如图４-７５所示。孔板式蒸汽疏水阀是根据不同的排水量，选择不同口径的孔板，即可达到排放凝结水的目的。其结构简单，但需计算出准确的凝结水排量，选择不好孔板，不是凝结水排不净，就是漏气。

（３）按公称压力分类

１）低压蒸汽疏水阀。公称压力≤ＰＮ１６的蒸汽疏水阀。

２）中压蒸汽疏水阀。公称压力为ＰＮ２５～ＰＮ６３的蒸汽疏水阀。

３）高压蒸汽疏水阀。公称压力为ＰＮ１００～ＰＮ８００的蒸汽疏水阀。

（４）按介质工作温度分类

１）中温蒸汽疏水阀。１２０℃＜ｔ≤４５０℃。

２）高温蒸汽疏水阀。ｔ＞４５０℃的蒸汽疏水阀。

图４-７５ 孔板式蒸汽疏水阀

１—孔板 ２—阀体

（５）按阀体材料分类

１）铸铁蒸汽疏水阀。阀体材料为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的蒸汽疏水阀。

２）碳素钢蒸汽疏水阀。阀体材料为ＷＣＢ碳素钢铸钢或Ａ１０５锻钢的蒸汽疏水阀。

３）耐热钢蒸汽疏水阀。阀体材料为１２Ｃｒ１ＭｏＶ、１５Ｃｒ１Ｍｏ１Ｖ、１２Ｃｒ５Ｍｏ或ＷＣ６、ＷＣ９的蒸汽疏水阀。

４）不锈钢蒸汽疏水阀。阀体材料为２０Ｃｒ１３、１２Ｃｒ１８Ｎｉ９、０６Ｃｒ１７Ｎｉ１２Ｍｏ２的蒸汽疏水阀。

（６）按与管道连接方式分类

１）法兰连接蒸汽疏水阀。阀体上带有法兰，与管道采用法兰连接的蒸汽疏水阀，如图４-５３和图４-５５所示。

２）螺纹连接蒸汽疏水阀。阀体上带有内螺纹，与管道采用螺纹连接的蒸汽疏水阀，如图４-７４和图４-７５所示。

３）焊接连接蒸汽疏水阀。阀体上带有焊口，与管道采用焊接连接的蒸汽疏水阀，如图４-７３所示。